抽象的

准确了解禽类呼吸道微生物群的生态和复杂性对于阐明共生或病原微生物在呼吸道中的作用及其与禽类健康或疾病后果的联系至关重要。本全面综述探讨禽类呼吸道微生物群的复杂方面,重点是其殖民模式、组成和对禽类健康的影响。首先,提供了关于禽类呼吸道微生物群构成的最新知识概览,以及影响群落结构和多样性动态的因素。此外,探讨了禽类呼吸道微生物群在影响禽类的经济相关呼吸道病原体中的重要作用。此外,还讨论了在研究家禽呼吸道微生物群时遇到的挑战,包括微生物群落的动态性质、特定地点的变异、标准化协议的必要性、适当的测序技术以及与取样方法有关的局限性。此外,正在出现的证据表明,禽类的肠道和呼吸道微生物群之间存在双向交流,其中一种微生物群的紊乱可能影响另一种。

了解这个复杂的交叉交往,有可能为加强禽类健康和疾病控制提供有价值的见解。显然,如本审查报告所述,全面了解禽类呼吸道微生物群的多方面作用对于优化禽类健康管理和改善禽类生产的总体成果至关重要。

导言

据报禽类的呼吸道感染和疾病是禽类产业经济损失的主要原因。新的研究结果显示,禽类呼吸道内的微生物群落对维持最佳呼吸健康起着重要作用。

为了实现大气和系统循环之间的气体交换(氧气和二氧化碳)的主要功能,鸡呼吸系统在解剖学上由鼻子和鼻腔、口咽区、喉组成,允许选择性地通过空气进入气管、支气管和与肺相连的气囊。由于传统的文化微生物技术的局限性,呼吸道传统上被认为是无菌的。然而,新一代测序技术等独立于文化的方法的出现,现已证明禽呼吸道是动态微生物群落的宿主,特别是细菌。呼吸道的驻地微生物群在病原体排除和提高免疫能力方面起着若干病理生理作用。由于呼吸道微生物群在禽类性能和健康中的作用,因此,对呼吸道微生物群的研究成为一个新兴的研究领域。然而,与呼吸道微生物群相比,研究禽类肠道微生物群的成分及元基因组分布图的研究更受关注。

一些研究提供了禽类呼吸道微生物群的基线资料,重要的是把现有的资料综合成明确的概念,以便就呼吸道共同体和病原体的作用及其与家禽健康或疾病后果的关系提供指导。因此,本综述旨在全面概述禽类呼吸道微生物群群结构、影响群落结构的因素、研究这种微生物群面临的挑战及其对宿主健康和病理学的影响。

禽类呼吸道微生物群:先驱定植者及群落结构

与哺乳动物相似,鸟类的上呼吸道包括持续交流的口腔和鼻腔、软骨板支撑的喉和气管，下呼吸道(LRT)包括鸣管、气囊、细支气管和肺。与盛行的微生物不育学说相反,现在有证据显示禽类呼吸道有微生物定植。有鉴于此,呼吸道先驱定植者的起源问题就出现了。呼吸道的微生物定植是一个复杂的过程,受与宿主相关的内在因素和环境外部因素的影响。尽管如此,禽类呼吸道的先驱殖民者被认为是依赖于母亲。这一假说已在人类中得到证实,这是通过一项基于分娩方法的元基因组新生儿研究,该研究显示了婴儿-母亲肠道微生物群相似性的差异。说明沙门氏菌禽类中的污染支持了这一假设。据报道,微生物可以通过在母鸡产卵期间或之后的水平传播发生,也可以通过蛋壳膜或蛋壳上的孔隙垂直传播。母鸡输卵管微生物群、卵黄微生物群和孵化的鸡微生物群之间的联系也已得到证实。

图1 介绍鸟类气管的先驱属。在孵化期使用2天和7天大的鸡，气管被认为以属为主(62%) 假单胞菌、分枝杆菌、链球菌、雇佣杆菌、杆菌科 ,以及球根菌科。另据报道 假单胞菌、葡萄球菌、肌动杆菌以及 乳酸菌物种是鸡鼻、气管和支气管肺泡液(BL)样品的初始殖民者。报告说,禽类气管在孵化时主要被四个门类占据,特别是革兰氏阳性菌(35%)和放射菌(29%),革兰氏阴性菌(19%)和杆菌(9%)。

禽类气管和肺中微生物群定植和演替的动态

孵化时，禽类气管（代表上呼吸道-URT）主要由假单胞菌（13%）、短杆菌（9%）、短杆菌（8%）、链球菌（8%） 、金黄色杆菌（7%）、芽孢杆菌科（6.5%）和棒状杆菌科（6%）定植。到第 3 周，气管微生物群发生了变化，短杆菌（6%）、芽孢杆菌科（4.2%）和短杆菌（5%）减少。乳酸杆菌属占主导地位，占气管的 34.1%。相比之下，肺微生物群（代表下呼吸道-LRT）表现出明显的定植。最初，葡萄球菌（25%）、假单胞菌（16%）、无色杆菌（15%）和乳酸杆菌（12%）在孵化时占主导地位。到第 3 周，组成转变为假单胞菌（35%）、乳酸杆菌（28%）和葡萄球菌（18%）成为禽类肺中的优势属。